抗菌肽是指在昆虫体内诱导产生的一类具有抗菌活性的碱性多肽物质,分子量约为2000~7000,由20~60个氨基酸残基组成。这些活性多肽大多具有强碱性、热稳定性和广谱抗菌等特点。1980 年瑞典科学家 G. Boman 等人发现了世界上第一个抗菌肽。西固壁蚕蛹通过注射阴道梭菌和大肠杆菌诱导产生具有抗菌活性的多肽,命名为天蚕素。
作用
自抗菌肽被发现以来,人们对抗菌肽的作用机制进行了大量研究。目前已知抗菌肽通过作用于细菌细胞膜而起作用,在此基础上,提出了多种抗菌肽与细胞膜相互作用的模型。但严格来说,抗菌肽杀死细菌的机制尚不完全清楚。
目前普遍认为Cecropin抗菌肽作用于细胞膜,在膜上形成跨膜离子通道,破坏膜的完整性,导致细胞内容物外泄,从而杀死细胞。
抗菌肽破坏细胞膜的完整性,使细胞内外屏障丧失,从而杀死细菌的观点已基本统一。等问题不是很清楚,有不同的看法。不同抗菌肽的作用机制可能不同,需要进一步研究。
影响
抗菌肽具有广谱抗菌活性,对细菌有很强的杀灭作用,尤其是对一些耐药病原体的杀灭作用,引起了人们的关注。
此外,还发现一些抗菌肽对一些病毒、真菌、原生动物和癌细胞具有杀灭作用,甚至可以提高免疫力,加速伤口愈合过程。
抗菌肽广泛的生物活性显示出其在医学上的良好应用前景。
物理和化学作用
天然抗菌肽通常是由30多个氨基酸残基组成的碱性小分子多肽,水溶性好,分子量约为4000道尔顿。大多数抗菌肽具有热稳定性,在100°C加热10-15分钟后仍能保持活性。大多数抗菌肽的等电点均大于7,具有较强的阳离子特性。同时,抗菌肽对较大的离子强度和较高或较低的pH值具有很强的抵抗力。此外,一些抗菌肽仍具有抵抗胰蛋白酶或胃蛋白酶水解的能力。
抗菌肽的作用 从目前的研究结果来看,一般认为抗菌肽的杀菌机制主要作用于细菌的细胞膜,破坏其完整性并产生穿孔,导致细胞内容物溢出而死亡。首先,它通过静电引力附着在细菌膜表面。疏水 C 末端插入膜的疏水区域并改变膜的构象。多种抗菌肽在膜上形成离子通道,导致一些离子逸出和死亡。有学者认为,抗菌肽作用于膜蛋白引起聚集、失活和离子通道,引起膜通透性改变,导致死亡。也有学者提出抗菌肽是否具有特异性膜受体和其他因素的协同作用。和其他问题。不同类别的抗菌肽的作用机制可能不同。
大多数抗菌肽具有强碱性、热稳定性和广谱抗菌等特点。一些抗菌肽对一些真菌、原生动物、病毒和癌细胞具有强大的杀伤作用。
1、抗菌肽对细菌的杀灭作用
抗菌肽对革兰氏阴性和阳性菌具有高效、广谱的杀灭作用。据报道,国内外至少有113种不同的细菌可以被抗菌肽杀死。
2、抗菌肽对真菌的杀灭作用
第一个发现具有抗真菌作用的抗菌肽是magainin,它是从两栖青蛙的皮肤中分离出来的。它不仅作用于G+和G-,还能杀死真菌和原生动物。防御素是动物细胞内的内源性杀菌多肽,从吞噬细胞中分离得到,具有广谱抗菌谱。对G+的杀伤作用大于对G-的杀伤作用。它也作用于真菌和一些真核生物。细胞。天蚕素A及其类似物如天蚕素-蜂毒肽杂合肽对侵染昆虫的真菌有一定的杀灭作用。
3、抗菌肽对原生动物的杀伤作用
抗菌肽 Magainins 对原生动物有杀灭作用。实验表明,抗菌肽可以杀死草履虫、变形虫和四膜虫。柞蚕抗菌肽D对阴道毛滴虫也有杀灭作用。
4、抗菌肽对病毒的杀伤作用
Melitiin 和 Cecropins 通过抑制基因表达来抑制 HIV-1 病毒在亚毒性浓度下的增殖。Magainin-2和合成肽Modelin1和Modelin-5对疱疹病毒HSV-1和HSV-2有一定的抑制作用。这些肽直接作用于病毒包膜,而不是抑制病毒 DNA 复制或基因表达。
5、抗菌肽对癌细胞的杀伤作用
抗菌肽对正常哺乳动物细胞和昆虫细胞无不良影响,但对癌细胞系有明显的杀伤作用。这种选择机制可能与细胞骨架有关。已有关于抗菌肽对宫颈癌细胞、直肠癌细胞和肝癌细胞的细胞毒性和剂量相关作用的报道。
6、预防败血症
天然抗菌肽具有选择性免疫激活和调节功能,对败血症有良好的预防和保护作用。传统抗生素的滥用导致临床上出现各种耐药菌株,严重危害人类健康。在与病原菌突变竞争的过程中,自然界各种来源的抗菌肽成为人们开发新型抗感染药物的新希望,但人们对抗菌肽的认识和研究仍集中在其对细菌生长的直接杀灭作用上。
脓毒症是由细菌感染引起的全身炎症反应综合征。病原微生物感染会导致促炎因子大量释放,导致多个重要器官功能衰竭和高死亡率。基于爬行动物cathelicidin抗菌肽及其衍生物及其应用,深入揭示了抗菌肽在体外和体内具有选择性的免疫激活作用。在各种标准和临床耐药菌株诱导的脓毒症动物模型中,cathelicidin 肽选择性地激活体内先天免疫反应,
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